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数字示波器的使

用实验报告

姓 学 座 指 报

名： 号：

位 号： 导教师： 告箱号： 验日期：

实 年 月 日礼拜 第 节

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数字示波器的使用

预习提示： 完好地学习使用某一仪器的最好方法一般是比较着用户手册，依据提示一步一

步地操作， 并察看记录实验现象和结果， 触像示波器这样的通用仪器，

思虑自己所达成的仪器操作的作用。

但首次接

另一 实验预习 ，知道有关功

一方面， 我们不行能在短时间内学会其所有的操作；

方面，通用仪器的各样功能之间其实不必定有直接的互相关系， 我们能够选择此中的部分

功能进行学习， 其余功能能够留到此后用到时再参照用户手册来学习和实践。 时，学生能够粗读用户手册中与实验内容有关的章节（第一章和第二章） 能 /操作大概是哪些步骤、能够获得哪些结果。千万不要试试去 章节甚至整本用户手册。

“背诵 ”用户手册的某个

预习作业：

1. 本实验所用数字示波器的电压显示范围

的 V pp 大于此值，则需用示波器

V pp 是_________；若待丈量信号的 V pp 小于此

值，则可将信号直接接到数字示波器的信号输入端（通道

10:1 衰减探头，且在探头线

1 或通道 2）；若待丈量信号 ___________开关翻开的情

况下才能将信号接入示波器。

2.

信号接入示波器以后， 假如发现信号幅度纵向只占屏幕的很小部分或上下均高出屏幕显 示范围， 应调理相应通道的 ________旋钮；若信号纵向偏离屏幕中心地点， 则应调理相应通道的 _________旋钮。若屏幕上显示的信号周期数太少或太多，则应调理该通道的 ________旋钮。

3. 4. 5.

若屏幕上显示的信号向来在左右挪动，很可能是由于 _________源 /模式选择或 ________ 电平设置不妥。

（此题可在实验过程中达成）电压档位显示在液晶屏的

_________地点，时基档位显示

________地点。

在液晶屏的 _________ 地点，触起源和触发模式选择显示在液晶屏的

（此题可在实验过程中达成） 屏幕上，信号电压的零点由显示屏 ________地点的 _______ 符号来指示。 信号以直流耦合方式输入时的指示符号是 ________；信号以沟通耦合方式 输入时的指示符号是 ________。

实验目的：

请依据自己的理解画出数字示波器的工作原理框图

:

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实验内容：

提示：实验开始前请按示波器面板上的【默认设置】键，使示波器恢复出厂设置。

第一部分： 认识数字示波器的三个系统：垂直系统、水平系统、触发系统。

用两头均为 BNC 端口的导线连结函数信号发生器的

CH1（电压输出）和数字示波器通

道 1，导线连结好后，履行【自动】丈量。

(一 ) 垂直系统： “伏 /格 ”按钮、 “地点 ”按钮的功能观察。 1)

调理电压档位调理旋钮 “伏/格” (VOLTS/DIV)，观察并记录电压档位及波形的变化状况。 注意示波器操作面板中地点 13 所示电压档位 的变化。 请回答以下问题：

a)

当顺时针旋转 “伏/格 ”旋钮时，一个格子（ Div ）表示的电压是变大，仍是变小，变化间距有规律吗；逆时针呢； “伏 /格 ”旋钮的调理范围是多大？ 将 “伏 /格 ”旋钮按一下，再进行上述的观察，能否有新的发现？

当调理 “伏 /格”旋钮时，信号波峰到波谷在屏幕上所占格子数能否有变化；在调理过程中信号的峰峰值有变化吗，假如有，请描绘你所看到的现象，并思虑其原由。

b) c)

2)

调理垂直系统控制区通道 1 的 “地点 ”旋钮，观察并记录波形的变化状况。请回答以下问题： a) b) c) d) e)

当旋转“地点”旋钮时，信号在水平轴上有变化吗？ 当旋转“地点”旋钮时，信号在竖直轴上有变化吗？

当调理“地点”旋钮时，信号的峰峰值会变吗；信号的均匀值会变吗？

当调理“地点”旋钮时，屏幕左边通道标记 “ ” 在屏幕上的地点有变化吗；在波形上的相对地点有变化吗？ 按一下该按钮，有什么新的发现。

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(二 ) 水平系统： “秒 /格 ”按钮、 “地点 ”按钮的功能观察

1)

调理时基档位调理旋钮 “秒 /格 ” (SEC/DIV), 观察并记录时基档位及波形的变化状况。注意观察示波器操作面板中地点 11 所示时基档位 的变化。 请回答以下问题：

a)

b)

当顺时针旋转“秒 /格”旋钮时，一个格子（ Div ）表示的时间是变大，仍是变小，变化间距有规律吗；逆时针呢； “秒 /格”旋钮的调理范围是多大？

当调理“秒 /格”旋钮时，信号一个周期在屏幕上所占格子数能否有变化；在调理过程中信号的频次有变化吗，假如有，请描绘你所看到的现象，并思虑其原由。 按一下该按钮，有什么新的发现。

若时间档位和信号频次已知，你能估量出屏幕上信号的周期数吗

?

c) d)

2)

调理水平系统控制区的 “地点 ”旋钮，观察并记录波形的变化状况。请回答以下问题：

当旋转“地点”旋钮时，信号在水平方向上有变化吗？ 当旋转“地点”旋钮时，信号在竖直方向上有变化吗？

当调理“地点”旋钮时，信号的周期会变吗；信号的频次会变吗？

当调理 “地点 ”旋钮时，屏幕上方水平触发地点标记 “ ”在波形上的相对地点有变化吗？ 按一下该按钮，有什么新的发现。

a) b) c) d) e)

(三 ) 触发系统： “触发电平 ”按钮的功能观察

按下【触发菜单】按钮，确认目前的触发设置是：边缘触发、 CH1 为触起源、上涨沿触发。而后调理 “触发电平 ”旋钮，观察并记录波形的变化状况。

请回答以下问题：

a) b)

当旋转“触发电平”旋钮时，信号在水平方向上有变化吗？ 当旋转“触发电平”旋钮时，信号在竖直方向上有变化吗？

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c) d)

示波器操作面板中地点 9 地方示 触发电平 怎样变化？

屏幕左边 “ ”所示触发电平标记线（白色虚线）与信号交点的电压值有变化吗？当此虚线与信号无交点时，你看到的波形仍是稳固的吗，假如不是，请描绘你看到的现象， 并思虑其原由。将信号换为 “方波 ”，你看到的现象与 “正弦 ”波形有差别吗？ 按一下该按钮，有什么新的发现。

e)

第二部分： 学习数字示波器的四种丈量方法

待测信号：示波器自带校订信号（方波、 将示波器探头上的衰减开关设定到

头连结器上的插槽瞄准示波器通道 以拧紧探头。探头的接地鳄鱼夹与 “

”。

1kHz 、 3V ）

1 连结。操作时，将探

BNC ）上的凸键，按下后向右旋转

1X 并将探头与示波器的通道

1 同轴电缆插接件（

“探头元件 ”接地端 “ ”相连，探头信号端连结校订信号

1. 【自动】功能 —— 利用【自动】按钮进行丈量

按下【自动】按钮可获得如表

表 1：自动丈量所显示的各个量

1 所列各量的自动丈量结果，请记录结果。

意义

峰峰值。峰位电压与谷位电压的差。

均匀值。整个记录内的测得电压的算术均匀值。 周期。 频次。

垂直轴上每大格所代表的电压大小。 水平轴上每大格所代表的时间长度。

参数名称 Vpp Mean Prd Freq 电压档位

屏幕显示结果

时基档位 M

2. 屏幕估读 —— 利用屏幕刻度进行丈量

示波器屏幕读数要求： 估读到最小分度格的下一位，采纳五分之一估读，估读精度为 0.04Div 。读取的格数应为 0.04 的整数倍。

调理 “伏 /格 ”、 “秒 / 格 ”、水平易垂直两个方向的 “地点 ”旋钮，使得一个周期的信号尽量占满屏幕（但不可以少于一个周期） 。表示图见图 1。

图 1：方波信号

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公式：时间 =格数 ×时基档位

电压 =格数 ×电压档位

1)

读取一个高电平段所占时间：

一个高电平段所占格数： ______________ ；

时基档位“秒 /格 ”的设置： ________________ ；（请勿遗漏单位） 高电平段所占时间： ________________ 。（请勿遗漏单位，下同。 ）

2)

读取方波的周期，并计算频次：

一个周期所占格数： ______________；

时基档位“秒 /格 ”的设置： ________________ ； 方波信号的周期： ________________ ； 信号的频次： ________________ 。

3)

读守信号的峰峰值：

方波信号从低电平到高电平的格数：________________ ； 电压档位 “伏 /格 ”的设置： ________________ ； 信号电压的峰峰值 Vpp ： ________________ 。

注意上述所得结果的有效位数！

3. 【光标】 功能 —— 利用【光标】功能菜单对波形上的采样点进行坐标读取

按【光标】按钮，显示光标菜单； 按下【光标模式】选择【手动】 ； 按下【信源】选择待测通道； 按下【种类】选择【电压】 。

选中【 CurA 】，旋转【全能旋钮】调理光标 选中【 CurB 】，旋转【全能旋钮】调理光标 CurA ： ，CurB ： 按下【种类】选择【时间】 。

选中【 CurA 】，旋转【全能旋钮】调理光标 选中【 CurB 】，旋转【全能旋钮】调理光标 CurA ：

信号峰峰值为： 信号频次为： 1)

电压参数丈量：

，CurB ：

V； Hz。

A 至方波波峰所在地点。 B 至方波波谷所在地点。 ， ?v：

。

A 至方波一个周期的左界限所在地点。 B 至方波同一周期的右界限所在地点。 ，?T：

，1/?T：

。

4. 【丈量】 功能 —— 利用【丈量】功能菜单进行电压测试、时间测试

按下示波器【自动】按钮，使信号在屏幕上稳固显示。按下【丈量】进入自动丈量功能菜单。

按下显示屏右边随意按钮，进入所有丈量 菜单。

在【信源】菜单项选择择信号输入通道（本实验选择 CH1 ）。在【电压测试】菜单项选择择【开启】 ，

此时如表 2 所列的电压参数值会同时显示在屏幕上，请在表中记录结果。

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表 2：电压测试显示结果

图 2 ：电压丈量时各物理量相应图示

2) 时间参数丈量： （选做）

近似上述操作，在【时间测试】菜单项选择择【开启】 ，此时所有的时间参数值会同时显示在屏幕上，请在表中记录结果。

表 3：时间测试显示结果

名称 信号源： Prd Freq +Wid -Wid Rise Fall BWid +Dut -Dut

丈量结果

物理意义

周期 频次 正脉宽 负脉宽 上涨时间 降落时间 脉宽 正占空比 负占空比

图 3：时间丈量时各物理量相应图示

请参阅用户手册 P50的内容解说“脉宽”、 “占

空比”、“上涨时间”的物理意义。

5. 比较上述四种丈量方法的优弊端。

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第三部分： 综合练习

1. 李萨如图形观察及相位差丈量

用两条 BNC 同轴电缆将函数信号发生器的两个“电压输出端口”分别与示波器的信号

输入端 “通道 1”和“通道 2”连结起来。信号发生器的两路输出信号分别设为： 50Hz 、 10V 、相位 “0°”；50Hz 、 10V 、相位 “90°”的正弦信号。

1) 李萨如图形测绘。

利用前面学过的丈量方法分别测出两信号的峰峰值和频次填入表 按下【自动】使得信号在屏幕上稳固显示。 按【显示】进入显示系统功能菜单。 按【下一页】进入

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4。

按【格式】选择【 XY 】模式，屏幕上显示两信号合成后形成的李萨如图。

表 4：李萨如图形观察的数据记录表（注意单位

） 频次

信源

峰峰值 李萨如图形

CH1

CH2

同学可自行试试改变两路输出信号的参数（频次、峰峰值、相位）

，记录不一样条件下的李萨如图形。

2) 相位差丈量。（选做）实验原理 ：

两个频次同样周期为 T 的沟通信号相位的差叫做相位差，或许叫做 相差 。表示图如图 3 所示。实验中经过丈量两信号达到同一相位 （比方图例的峰值点 A 和 B ）的时间差 ΔT，即可测得两信号的相位差 Δθ。

=

T

3600

图 4：频次同样的两正弦信号

T

实验步骤 ： 按【显示】按钮，在【格式】菜单项选择择

YT 】模式。 【

按【光标】按钮，显示光标菜单。

（参阅上边的 “光标 ”的详细操作步骤）

将光标 A 和光标 B 挪动至 适合地点，记录丈量结果，并计算两路信号的相位差。 CurA ：

相位差计算：

，CurB ：

，?T：

，

2. 交直流混淆信号丈量

采纳外接信号：用两头均为

BNC 端口的导线连结函数信号发生器的

CH1（电压输出）

和数字示波器通道 1。设置函数信号发生器的输出信号为： 1kHz 、5V 、偏置为 2V 的正弦信号。

按下【自动】波形稳固显示在屏幕上。

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按【 CH1】选择【耦合】为【直流】 。

丈量直流耦合状态下信号的

丈量

“峰峰值 ”和 “均匀值 ”。

选择【耦合】为【沟通】或【接地】 此时需利用 “

。

”功能丈量相应电压参数。 （参阅上边的 “丈量 ”的详细操作步骤）

14 所示耦合标记 的变化。将丈量结果填入表5。 注意示波器操作面板中地点

表 5：交直流混淆信号丈量结果记录表

信号频次 f =_______kHz

3. 四周空间电磁信号丈量（选做）

同轴电缆一端连结示波器信号输入端通道 按【自动】获得自动丈量结果。

1，另一端搁置在四周空间中。

1)

请描绘你看到的现象，记录示波器参数设置（特别是触发有关的设置） 量结果。和同学议论察看到的信号有什么特色？可能的根源是什么？

、屏幕显示的测

2） 沟通电源触发：

按【触发菜单】进入触发菜单。

按【信源】选择【 AC Line 】沟通电源线。 描绘你看到信号的特色。并解说信号的根源。

4. 数据和图像的储存：（选做）

数据保留：

把 U 盘插入示波器前面板上的

储存设施连结成功 ”。

按【储存 / 调出】进入储存系统功能菜单； 按【种类】选择【 CSV 】； 按【数据长度】选择【内存】 ； 按【参数保留】选择【开启】 ； 按【储藏】选择【新建文件】 ； 输入文件名后，按【确立】 。

说明：CSV 格式的文件将数据以文本的方式保留， 后续办理。

图像保留：

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USB 接口，等候示波器达成对 U 盘初始化，并提示 “USB

可用 EXCEL 或 Origin 等软件翻开并进行

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近似于上述保留数据的操作，在【种类】选择时选【图像储藏】

保留在 U 盘中。快捷键——示波器前面板“ 或内存（由用户选择决定） 。

PRINT” 键。

；可将波形以图片格式

说明：示波器将整个屏幕上显示的波形和有关设置变换为 “.jpg格”式的图形文件保留到 U 盘

建议：同学可试试用自己的电脑读取保留下来的数据和图像文件，学惯用电脑进行数据处 理，如绘图、函数拟合等。 （选做）

参照资料：

[1] SDS1000CFL 系列数字储存示波器用户手册，深圳市鼎阳科技有限企业。 —— 实验中心网页 [2] 20M 系列双路直接数字合成信号发生器操作指南，江苏瑞特电子设施有限企业。 —— 实验中心

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